استارتاپ آمریکایی xLight، با حمایت پت گلسینگر، ۱۵۰ میلیون دلار مشوق فدرال تحت قانون CHIPS و علم دریافت کرده است. این شرکت در حال توسعه یک منبع نور مبتنی بر لیزر الکترون آزاد (FEL) برای لیتوگرافی EUV است که جایگزین منابع پلاسمای تولید شده با لیزر (LPP) سنتی میشود. این فناوری جدید با هدف بهبود چشمگیر کارایی تولید تراشه و تسریع قانون مور، اولین سیستم خود را در آلبانی خواهد ساخت.
این نوآوری پتانسیل ایجاد برتری حیاتی برای ایالات متحده در زنجیره تامین جهانی نیمهرساناها را دارد، زیرا سیستم FEL xLight روشنایی بیشتر و الگوبرداری دقیقتری را نوید میدهد. با این حال، اثبات قابلیت تولید انبوه آن چالشبرانگیز است. همچنین، استفاده از شبکه آزمایشگاهی وزارت انرژی ممکن است به طبقهبندی برخی عناصر منجر شود که ضمن تقویت کنترل داخلی، صادرات را محدود کند.
ASML اسکنر لیتوگرافی Twinscan XT:260 را معرفی کرده است که اولین ابزار طراحی شده از پایه برای بستهبندی پیشرفته سهبعدی تراشهها محسوب میشود. این دستگاه با افزایش چهار برابری توان عملیاتی نسبت به راهحلهای موجود، دقت بالا (وضوح 400 نانومتر، همپوشانی 35 نانومتر) و قابلیت پردازش ویفرهای ضخیم یا تابدار، گامی مهم در تولید تراشههای پیچیده برای هوش مصنوعی و ابررایانهها به شمار میرود. مزیت کلیدی آن پشتیبانی از نوردهی با دوز بالا و میدان تصویر بزرگ است که پردازش اینترپوزرهای وسیع را بدون نیاز به اتصال میدان ممکن میسازد و پیچیدگی و زمان تولید را کاهش میدهد.
این فناوری جدید ASML، با وجود هزینههای اولیه قابل توجه، مراحل حساس در سطح ویفر را سریعتر و ارزانتر خواهد کرد و زمینه را برای پذیرش گستردهتر فناوریهای بستهبندی پیشرفته در آینده فراهم میسازد. این ابزار مرز بین فاندریها و شرکتهای OSAT را محو کرده و نشاندهنده سرمایهگذاریهای عظیم در تجهیزات ساخت ویفر برای بستهبندی پیشرفته است. انتظار میرود شرکتهای بزرگی مانند اینتل، سامسونگ و TSMC به تدریج این سیستم را در فرآیندهای خود ادغام کنند.
دولت آمریکا در حال بررسی تغییر رویکرد خود در قبال قانون CHIPS است؛ به جای اعطای کمکهای مالی، به دنبال خرید سهام در شرکتهای تولیدکننده نیمههادی است. این تغییر استراتژی که توسط وزیر بازرگانی، هاوارد لوتنیک، مطرح شده، با هدف کاهش وابستگی به تولید تراشه در خارج از کشور، به ویژه تایوان، و تضمین بازدهی برای مالیاتدهندگان آمریکایی صورت میگیرد. اینتل، که اخیراً کمکهای مالی قابل توجهی دریافت کرده و با چالشهایی روبروست، میتواند اولین شرکتی باشد که دولت آمریکا در آن سهام خریداری میکند.
با این حال، اجرای این طرح با پیچیدگیهای زیادی همراه است، به خصوص در مورد شرکتهای بزرگ بینالمللی مانند سامسونگ و TSMC که دارای سهامداران و منافع ملی متعددی هستند. این اقدام میتواند به آمریکا کمک کند تا در رقابت با چین در صنعت نیمههادی پیشتاز شود، اما هنوز مشخص نیست که آیا این استراتژی واقعاً مؤثر خواهد بود یا صرفاً یک رجزخوانی سیاسی است.
در نهایت، این رویکرد جدید، چالشهای مشترکی را برای آمریکا و چین برجسته میکند: هیچکدام در حال حاضر قادر به تولید تراشههای پیشرفته در سطح TSMC تایوان نیستند و هر دو کشور به دنبال کاهش وابستگی خود به تولیدات خارجی در این صنعت حیاتی هستند.
شرکت چینی Prinano Technology، اولین سیستم لیتوگرافی نانوایمپرینت (NIL) خود را به یک مشتری داخلی تحویل داده است. این ابزار که PL-SR-series نام دارد، به جای استفاده از نور مانند لیتوگرافی سنتی، طرحهای مداری را با استفاده از یک قالب کوارتزی به صورت فیزیکی روی ویفرها “مهر” میکند. این گام مهمی در صنعت نیمههادی چین محسوب میشود، چرا که Prinano دومین شرکتی در جهان پس از Canon است که چنین ابزاری را به صورت تجاری عرضه میکند.
ابزار PL-SR Prinano قادر است ویفرهای 300 میلیمتری را پردازش کرده و به قابلیت عرض خط کمتر از 10 نانومتر دست یابد. این فناوری با فشار دادن یک قالب سخت حاوی طرحهای نانومقیاس به یک لایه نازک از مقاومت مایع روی ویفر کار میکند. اگرچه نمیتوان آن را مستقیماً با ابزارهای لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV) مقایسه کرد، اما وضوح آن با اسکنرهای EUV قابل رقابت است، به خصوص برای دستیابی به خطوط زیر 10 نانومتر که در EUV نیازمند مراحل الگوسازی متعدد و پیچیدهتر است.
با این حال، NIL Prinano محدودیتهایی نیز دارد. سرعت آن ذاتاً کندتر از EUV است، زیرا هر بخش از ویفر باید به صورت فیزیکی تماس داده، مهر، پخت و جدا شود، که نرخ تولید ویفر در ساعت را به شدت کاهش میدهد. این امر آن را برای تولید انبوه تراشههای منطقی پیشرفته یا حافظه نامناسب میسازد. در حال حاضر، کاربردهای اصلی آن شامل تراشههای حافظه، نمایشگرهای کوچک مبتنی بر سیلیکون، فوتونیک سیلیکونی و بستهبندی پیشرفته است.
این ابزار هنوز برای تولید مدارهای منطقی پیچیده مانند CPU یا GPU مناسب نیست، عمدتاً به دلیل ماهیت تماسی آن که آن را مستعد آسیبپذیری در برابر ذرات و آلودگیها میکند و دستیابی به نرخ نقص بسیار پایین را دشوار میسازد.
شرکت چینی CXMT تولید انبوه حافظههای DDR5 خود را تا اواخر سال 2025 به تعویق انداخته است تا کیفیت محصولاتش را بهبود بخشد. این شرکت در ابتدا با چالشهایی نظیر استفاده از فناوری قدیمی (16 نانومتری) که منجر به هزینههای بالای تولید میشد، و همچنین مشکلات پایداری در دماهای مختلف مواجه بود. این مسائل نیاز به تغییر طراحی و ساخت فوتوماسکهای جدید را ایجاب کرد. با این حال، گزارشهای اخیر حاکی از بهبود قابل توجه کیفیت ماژولهای DDR5 CXMT است، به طوری که اکنون تقریباً با محصولات Nanya تایوان برابری میکند. اما، نرخ بازده در خط تولید CXMT همچنان پایین و حدود 50 درصد است که برای تولید انبوه DRAM غیرقابل قبول است و نیاز به پالایش و تجربه عملیاتی بیشتری دارد.
علاوه بر چالشهای فنی، CXMT با موانع ژئوپلیتیکی نیز روبروست. قوانین صادراتی ایالات متحده که در سال 2022 اعمال شد، نگهداری یا تامین تجهیزات ساخت ویفر برای گرههای پیشرفتهتر از 18 نانومتر را در چین ممنوع میکند. این امر میتواند پشتیبانی تامینکنندگان غربی را قطع کرده و بهبود بازده و تولید انبوه را دشوارتر سازد.
با این حال، CXMT به عنوان یک نهاد تحت حمایت دولت چین، از منابع مالی تقریباً نامحدودی برخوردار است که به آن امکان میدهد حتی در مواجهه با این مشکلات، به گسترش ظرفیت تولید خود ادامه دهد. این شرکت برنامههای جاهطلبانهای برای افزایش ظرفیت تولید ویفر تا پایان سال 2025 دارد. اما، وابستگی شدید CXMT به ابزارهای خارجی (تنها 20% بومیسازی) یک نقطه ضعف بزرگ است که در صورت قطع پشتیبانی خارجی، میتواند گسترش سریع ظرفیت و حتی بهبود کیفیت و بازده را به خطر اندازد. با وجود این، CXMT همچنان یک رقیب بالقوه قدرتمند در بازار جهانی DRAM محسوب میشود.
